BDS多路径误差特性研究
近年来，我国自主研发设计的北斗卫星导航定位系统（BDS）得到了迅猛发展，并已具备了在亚太地区向用户提供实时高精度的定位、导航、授时服务的能力。随着BDS系统的不断完善及研究的不断深入，BDS已经具备了高精度定位的能力，并已成功应用于高精度的变形监测中。在大型建筑物、桥梁、大坝等复杂环境下的变形监测中，BDS定位结果易受到各种误差的影响，通常在站间、星间求双差可消除对流层误差、电离层误差、接收机钟差等误差的影响。而由测站环境引起的信号干涉形成的多路径误差成为了影响定位结果的重要误差源。因此如何减弱该误差对定位结果的影响，成为BDS高精度变形监测中不可忽视的重要问题。论文针对BDS多路径误差问题，对多路径误差数学模型、BDS多路径误差特性、滤波方法及多路径误差建模及改正措施等，进行了广泛研究。本文的主要工作和成果可归纳如下： 1、研究了多路径误差数学模型，分析了多路径误差的周期、频率等特征。重点研究了影响多路径误差大小的相关因素，并详细给出了反射系数、反射体到接收机天线的水平距离及反射信号的入射角等，对多路径误差影响。 2、为获取BDS多路径误差特性，研究总结了BDS不同星座结构卫星的轨道运行特性，通过对实测数据处理，发现了不同星座结构卫星具有不同的轨道运行重复周期，如GEO、IGSO卫星的轨道重复周期约为1个恒星日，MEO卫星对应的轨道重复周期约为7个恒星日。且各个卫星对应的轨道重复周期在不同时刻具有不同的时间提前量。为此，在论文中引入了单差残差法，通过分析各个卫星对应的载波相位观测值单差残差在相邻两天间的相关性，发现了在互相关系数取得最大值的位置信息，与该卫星对应轨道重复周期的时间提前量相符合。验证了采用基于载波相位观测值单差残差提取多路径误差并进行改正的可行性。 3、介绍了多路径误差建模中常用的滤波方法。通过模拟信号，总结了最佳小波基函数及对应最佳分解层数确定的方法，确定了sym6小波及最佳分解层数。并对比了EMD分解的滤波性能。最后将两种方法用于实测BDS数据的多路径误差建模及改正。验证了sym6小波用于减弱BDS多路径误差，提高定位结果精度的优越性。
北斗卫星导航定位;多路径误差;轨道重复周期;变形监测;小波滤波;数学模型
中国矿业大学
硕士
大地测量学与测量工程
张书毕
2017
中文
P228.4;P207.1
100
2018-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）